石墨烯鋅涂料在山區(qū)高濕的腐蝕環(huán)境下風(fēng)電塔筒的運(yùn)用——貴州中寨風(fēng)電場
石墨烯鋅涂料作為環(huán)氧富鋅底漆升級(jí)迭代產(chǎn)品，運(yùn)用的領(lǐng)域越來越廣泛，受到更多行業(yè)的關(guān)注。
國內(nèi)多家風(fēng)電主機(jī)廠將石墨烯鋅涂料納入技術(shù)規(guī)范，作為以石墨烯鋅涂料為擅長的民族品牌湖南省德謙新材料有限公司，石墨烯鋅防腐體系在山區(qū)高濕環(huán)境下，提供25年以上的防腐保護(hù)。
風(fēng)電防腐背景
貴州織金縣屬于亞熱帶濕潤季風(fēng)氣候類型，氣候溫暖濕潤，大部分地區(qū)陰雨日數(shù)超過150天，年相對濕度高達(dá)70%以上，降雨量達(dá)1505.8毫米。
風(fēng)電防腐涂料頭部企業(yè)提供富鋅體系（鋅含量≥80%）在山區(qū)高濕環(huán)境下，運(yùn)用5年后塔筒銹蝕情況。
雖然此種腐蝕環(huán)境按照行業(yè)規(guī)范ISO 12944環(huán)境分類，屬于C3環(huán)境，但是因?yàn)闈穸鹊牟煌g速率會(huì)比空氣干燥地區(qū)高很多。
傳統(tǒng)的富鋅體系，鋅含量很高，涂層卻不致密。
| 腐蝕級(jí)別 |
單位面積上質(zhì)量和厚度損失 （經(jīng)第一年暴露后） |
溫性氣候下的典型環(huán)境案例（僅供參考） | ||||
|---|---|---|---|---|---|---|
| 底碳鋼 | 鋅 | 外部 | 內(nèi)部 | |||
| 質(zhì)量損失 | 厚度損失 | 質(zhì)量損失 | 厚度損失 | |||
| /g·m2 | /μm | /g·m2 | /μm | |||
| C1很低 | ≤10 | ≤1.3 | ≤0.7 | ≤0.1 | / | 加熱的建筑物內(nèi)部，空氣潔凈，如辦公室、商店、學(xué)校和賓館等 |
| C2低 | ＞100-200 | ＞1.3-25 | ＞0.7-5 | ＞0.1-0.7 | 低污染水平的大氣，大部分是鄉(xiāng)村地帶 | 冷凝有可能發(fā)生的未加熱的建筑，如庫房、體育館等 |
| C3中 | ＞200-300 | ＞25-50 | ＞5-15 | ＞0.7-2.1 | 城市和工業(yè)大氣，中等的二氧化硫污染以及低鹽度沿海區(qū)域 | 高溫度和有些空氣污染的生產(chǎn)廠房內(nèi)，如食品加工廠、洗衣廠、酒廠、乳制品工廠等 |
| C4高 | ＞400-650 | ＞50-80 | ＞15-30 | ＞2.1-4.2 | 中等含鹽度的工業(yè)區(qū)和沿海區(qū)域 | 化工廠、游泳池、沿海船舶和造船廠等 |
| C5很高 | ＞650-1500 | ＞80-200 | ＞30-60 | ＞4.2-8.4 | 高濕度和惡劣天氣的工業(yè)區(qū)域和高鹽度的沿海區(qū)域 | 冷凝和高污染持續(xù)發(fā)生和存在的建筑和區(qū)域 |
| CX極端 | ＞1500-5500 | ＞200-700 | ＞60-180 | ＞8.4-25 | 具有高含鹽度的海上區(qū)域以及具有極高濕度和侵略性大氣的熱帶亞熱帶工業(yè)區(qū)域 | 具有極高濕度和侵蝕性大氣的工業(yè)區(qū)域 |
| 注：定義腐蝕性級(jí)別所使用的損失值與ISO 9223中給出的是相同的。 | ||||||
金屬腐蝕的速率主要受到濕度的影響，相對濕度較低時(shí)，銹蝕速率較慢；而當(dāng)相對濕度慢慢增加，達(dá)到一定限度時(shí)，銹蝕速度就會(huì)突然上升。
業(yè)主根據(jù)之前項(xiàng)目腐蝕的情況，新建風(fēng)場批量采用石墨烯鋅涂料防腐體系進(jìn)行防護(hù)。
石墨烯鋅涂料
隨著石墨烯鋅涂料在風(fēng)電行業(yè)大批量的使用，發(fā)現(xiàn)了該產(chǎn)品更多的價(jià)值。
石墨烯鋅防腐體系不但在海洋苛刻腐蝕環(huán)境具有長效防腐性能，而且在高寒地區(qū)紫外線強(qiáng)烈照射環(huán)境下提供風(fēng)電塔筒的防護(hù)，確保涂層不開裂、粉化、脫落、生銹。
石墨烯鋅涂料在高濕度環(huán)境下，其獨(dú)特的電化學(xué)性能和超強(qiáng)屏蔽保護(hù)性能，保護(hù)阻擋水汽對鋼鐵基表面的滲透，長效保護(hù)塔筒的腐蝕。
同時(shí)石墨烯的納米結(jié)構(gòu)特性對表面處理具有容忍性，使涂層具有非常強(qiáng)的附著力，在風(fēng)電塔筒上面現(xiàn)場測試高達(dá)13兆帕。
石墨烯鋅涂層配套及附著力測試
1、塔筒外壁
| 油漆涂層 | 油漆型號(hào) | 油漆種類 | 干膜厚度 | 總膜厚 |
|---|---|---|---|---|
| 底漆 | Dachin Graphene 013 | 環(huán)氧石墨烯鋅底漆 | 60μm | 220μm |
| 中間漆 | Dachin EP 550 | 環(huán)氧云鐵中間漆 | 110μm | |
| 面漆 | Dachin PU 770 | 聚氨酯涂料 | 50μm |
| 序號(hào) | 膜厚 /μm | 拉拔值 /Mpa | 斷裂情況 |
|---|---|---|---|
| 1 | 224 | 13.43 | B/C：100% |
| 2 | 230 | 10.26 | B/C：100% |
| 3 | 224 | 13.09 | B/C：100% |
| 4 | 226 | 14.18 | B/C：90% |
| 5 | 227 | 13.81 | B/C：95% |
| 平均值 | 226 | 12.96 | / |
2、塔筒內(nèi)壁
| 油漆涂層 | 油漆型號(hào) | 油漆種類 | 干膜厚度 | 總膜厚 |
|---|---|---|---|---|
| 底漆 | Dachin Graphene 013 | 環(huán)氧石墨烯鋅底漆 | 60μm | 200μm |
| 中間漆 | Dachin EP 550 | 環(huán)氧云鐵中間漆 | 90μm | |
| 面漆 | Dachin PU 770 | 聚氨酯涂料 | 50μm |
| 序號(hào) | 膜厚 /μm | 拉拔值 /Mpa | 斷裂情況 |
|---|---|---|---|
| 1 | 220 | 13.18 | B/C：100% |
| 2 | 220 | 11.27 | B/C：100% |
| 3 | 210 | 13.6 | B/C：100% |
| 4 | 213 | 15 | B/C：100% |
| 5 | 222 | 14.28 | B/C：100% |
| 平均值 | 217 | 13.47 | / |
備注：
- Z：指拉拔釘
- Y：指膠水層
- A：指基材
- B：指底漆第一涂層
- C：指中間漆第二涂層
- D：指面漆第三涂層
從上表的數(shù)據(jù)可以看出：風(fēng)電塔筒內(nèi)壁+風(fēng)電塔筒外壁的樣板附著力在13Mpa左右，遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于標(biāo)準(zhǔn)5Mpa。